S6201G智能工業(yè)控制器在煤礦鐵路自備車(chē)輛運(yùn)輸安全監(jiān)控的研究與應(yīng)用

摘 要：文章針對(duì)煤礦鐵路自備車(chē)輛安全監(jiān)控條件落后，車(chē)輛運(yùn)行事故多發(fā)等問(wèn)題，提出研究應(yīng)用S6201G智能工業(yè)控制器監(jiān)控裝置。并對(duì)該裝置的結(jié)構(gòu)組成、工作特性、和應(yīng)用前景進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：煤礦鐵路自備車(chē)輛；安全監(jiān)控；裝置結(jié)構(gòu)組成；工作特性；主要設(shè)備；應(yīng)用

引言

煤礦鐵路自備車(chē)輛是煤礦內(nèi)部運(yùn)輸中的重要設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著運(yùn)人、運(yùn)煤、運(yùn)料和拉矸等重要任務(wù)。但是，由于地方鐵路監(jiān)測(cè)、監(jiān)控技術(shù)條件落后，作業(yè)條件復(fù)雜、設(shè)備檢修檢測(cè)能力較弱、人為失誤因素較多致使行車(chē)事故多發(fā)，不能做到早發(fā)現(xiàn)早預(yù)防。如操作失誤或人為破壞帶閘運(yùn)行、制動(dòng)機(jī)故障抱閘或無(wú)制動(dòng)運(yùn)行、漏煤、刮碰設(shè)備，軸溫升高燃軸切軸事故等。

永煤集團(tuán)鐵運(yùn)處針對(duì)自備車(chē)輛運(yùn)輸存在的問(wèn)題，結(jié)合礦區(qū)自備車(chē)輛編組相對(duì)固定、運(yùn)行區(qū)間固定的特點(diǎn)，對(duì)廣州巨誠(chéng)信息科技有限公司S6201G智能工業(yè)控制器進(jìn)行了試驗(yàn)性研究。該工業(yè)智能控制器遠(yuǎn)程測(cè)控版是一款專用于PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的測(cè)控終端。它使用GPRS作為通訊手段，內(nèi)置網(wǎng)頁(yè)發(fā)布，一個(gè)模塊即可實(shí)現(xiàn)PLC的電腦遠(yuǎn)程控制，短信報(bào)警，手機(jī)電腦網(wǎng)頁(yè)瀏覽等。同時(shí)S6200G自帶數(shù)字輸入/輸出，模擬量，可以作為PLC模擬量擴(kuò)展模塊，極大降低系統(tǒng)成本。S6200G系業(yè)內(nèi)首家采用短信，GPRS，語(yǔ)音三重通訊相結(jié)合的方式，徹底解決傳統(tǒng)GPRS模塊不穩(wěn)定的問(wèn)題，并通過(guò)非透明傳輸?shù)姆绞?，?shí)現(xiàn)多包并發(fā)采集，智能數(shù)據(jù)壓縮等先進(jìn)算法，極大提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度，降低50%以上的流量費(fèi)用。該設(shè)備通過(guò)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)制動(dòng)、開(kāi)關(guān)門(mén)、軸溫、制動(dòng)管壓力采集，實(shí)時(shí)進(jìn)行非正常運(yùn)行狀態(tài)報(bào)警，故障信息顯示精準(zhǔn)，故障點(diǎn)一目了然，利于即時(shí)進(jìn)行判斷和處理防范事故發(fā)生。

1 S6201G智能工業(yè)控制器監(jiān)控裝置

1.1 接口說(shuō)明及外形安裝尺寸

S6201G智能工業(yè)控制器為安全監(jiān)控的核心設(shè)備，可配接開(kāi)關(guān)量、壓力模擬傳感器，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)集中監(jiān)控，接口說(shuō)明及外形安裝尺寸如圖1所示。

1.2 單車(chē)應(yīng)用接線圖（本研究?jī)H限于兩路開(kāi)關(guān)量和一路風(fēng)壓模擬量）

該裝置通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)量變化對(duì)車(chē)輛制動(dòng)、緩解，底開(kāi)門(mén)的鎖閉機(jī)構(gòu)鎖閉狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)控，通過(guò)壓力傳感器模擬輸出量對(duì)制動(dòng)主管壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)控，通過(guò)條件設(shè)置實(shí)現(xiàn)非正常狀態(tài)及故障報(bào)警等。

1.3 工作特性

1.3.1 產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控電腦只需能上網(wǎng)即可。無(wú)需固定IP，也無(wú)需搭建任何中心服務(wù)器。（2）業(yè)內(nèi)首創(chuàng)非透?jìng)髦悄懿杉Ｊ?。使用多包并發(fā)采集充分利用GPRS帶寬。使用智能數(shù)據(jù)壓縮算法和按需采集，節(jié)省流量。（3）成本低，整體解決方案方式，無(wú)需任何租用服務(wù)器的費(fèi)用，無(wú)需掌握網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)，配置簡(jiǎn)單。（4）抗干擾性強(qiáng)，四層PCB，賽寶工業(yè)級(jí)認(rèn)證。西門(mén)子原裝工業(yè)級(jí)短信模塊。可直接安裝在含變頻器，大功率設(shè)備的強(qiáng)電電柜。4KV脈沖群抗干擾測(cè)試，8kV空氣放電。（5）可靠性高，GPRS網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)短信控制功能，雙重保障。GPRS永遠(yuǎn)在線，自動(dòng)重連。（6）費(fèi)用管理，SIM卡余額查詢和GPRS流量查詢，杜絕欠費(fèi)發(fā)生。精確掌握每月流量，避免浪費(fèi)。（7）外圍接口豐富，具備傳感器模擬量輸入接口，和數(shù)字輸入輸出。實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器功能，或作為PLC擴(kuò)展模塊使用。（8）短信功能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)手機(jī)短信讀寫(xiě)PLC的任意寄存器。通過(guò)短信報(bào)警，還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。（9）來(lái)電控制，可以撥打電話控制輸出，或者修改通訊寄存器。如撥打手機(jī)，即可控制PLC啟停。

1.3.2 性能參數(shù)

處理器：工業(yè)級(jí)高性能嵌入式ARM處理器。

通訊接口：RS485（2路光電隔離），最高波特率57600。

短信接口：GSM 雙頻900/1800MHz，標(biāo)配2米吸盤(pán)天線。

下載接口：Mini USB，用于配置報(bào)警條件。

數(shù)字輸入：最多8路DC 9V-24V（光電隔離）或開(kāi)關(guān)輸入。

數(shù)字輸出：繼電器輸出（4路，觸點(diǎn)容量5A），可作為遙控，跳閘，或告警。

溫度測(cè)量：最多8路 測(cè)溫，精度0.2度，測(cè)溫范圍（-30-100）。

報(bào)警提示：蜂鳴器。

模擬量輸入：最多8路 4-20mA 或0-10V，精度0.5%。

1.3.3 電氣參數(shù)

額定電壓：DC24V

電壓范圍：DC9-28V

額定功率：<5W

絕緣電壓：超過(guò)20MΩ500VDC

抗干擾度：通過(guò)快速脈沖群4kV測(cè)試（對(duì)電源和通訊端子）

靜電測(cè)試：通過(guò)空氣放電8kV測(cè)試

1.3.4 實(shí)現(xiàn)功能

（1）顯示功能：可在任何一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)電腦上監(jiān)視機(jī)車(chē)運(yùn)行制動(dòng)、底開(kāi)門(mén)鎖閉、制動(dòng)主管壓力狀態(tài)。

（2）報(bào)警功能：可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛制動(dòng)、底開(kāi)門(mén)不鎖閉、制動(dòng)主管失壓等報(bào)警。并能短信通知預(yù)設(shè)手機(jī)。

1.3.5 系統(tǒng)主要設(shè)備及簡(jiǎn)介

（1）S6201G智能工業(yè)控制器：無(wú)線終端主機(jī)負(fù)責(zé)采集信息處理上報(bào)。

（2）干簧管：負(fù)責(zé)制動(dòng)狀態(tài)、底開(kāi)門(mén)是否鎖閉開(kāi)關(guān)量采集。

（3）壓力傳感器：負(fù)責(zé)車(chē)輛主管壓力采集。

2 多車(chē)輛安裝組態(tài)與應(yīng)用

多車(chē)編組后只需安裝布置設(shè)備電源線，電源由機(jī)車(chē)供給，運(yùn)用時(shí)連接電源，設(shè)備通電聯(lián)網(wǎng)工作，不用時(shí)設(shè)備不工作，節(jié)省一定上網(wǎng)流量。機(jī)車(chē)上用一臺(tái)上網(wǎng)電腦接收并顯示。電腦上安裝監(jiān)控軟件。

3 應(yīng)用前景

該無(wú)線終端采用BS架構(gòu)，內(nèi)置監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)功能，使用簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，不需要搭建服務(wù)器，不需要重新組建網(wǎng)絡(luò)，就可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地手機(jī)網(wǎng)頁(yè)監(jiān)控，電腦網(wǎng)頁(yè)監(jiān)控。報(bào)警主機(jī)具備短信報(bào)警、電話報(bào)警、蜂鳴器報(bào)警、多用戶報(bào)警、定時(shí)發(fā)短信日?qǐng)?bào)等多種功能，提高了整個(gè)系統(tǒng)報(bào)警的可靠性，流量月租約5元。

另外系統(tǒng)采用開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，有大容量?jī)?nèi)存，支持1000點(diǎn)報(bào)警，后期擴(kuò)展其他數(shù)據(jù)報(bào)警，非常方便，成本低。后期擴(kuò)展費(fèi)用只需要增加無(wú)線終端就可以，軟件上做簡(jiǎn)單修改。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)煤礦鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化系統(tǒng)落后，效率低，且安全技術(shù)設(shè)備配套不到位。大多數(shù)煤礦鐵路運(yùn)輸設(shè)備檢查確認(rèn)仍然是點(diǎn)點(diǎn)設(shè)人的傳統(tǒng)方式，人員崗位設(shè)置多，科技含量水平低，效率低下，安全無(wú)保證。S6201G智能工業(yè)控制器監(jiān)控裝置投用實(shí)施可極大增強(qiáng)鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，有效降低行?chē)事故的發(fā)生率，并對(duì)煤礦鐵路高效運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，可為應(yīng)用企業(yè)帶來(lái)很好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介：楊彥君（1972，2-），男，河南省永城市人，工作單位：永城煤電股份有限公司鐵路運(yùn)輸處，職務(wù)：處長(zhǎng)，研究方向：企業(yè)管理。